花崗岩の風化：粒界の分離と反応-輸送特性の変化

本研究では，花崗岩の風化の進行に伴って，岩石内部で生じる物質移動や反応過程がどのように変化するかを明らかにすることを目的としている。広島大学防災・減災研究センターによって地表から深さ20 mまで掘削された花崗岩ボーリングコアを研究対象として，風化程度が異なる各部位について，間隙率，浸透率，電気伝導度，硬度，弾性波速度（Vp, Vs）等を調べるとともに，風化生成物の種類や量の評価を行った。ボーリングコアは，深さ約5 mまでの地表面に近い部分は，著しく風化していてもろく黄褐色を呈する。深さ約5-10 mでは，深さの増大とともに全体として岩石の強度が増して黄褐色の部分の割合が減少する。深さ10 m前後より深部は，硬くて白い未風化部分が支配的になる。風化の程度が高いほど，間隙率，浸透率，電気伝導度は高く，硬度，弾性波速度は低い。また，風化が進んだ部分は，黒雲母や斜長石が少なく，ハロイサイト等の粘土鉱物やゲータイト等の鉄(水)酸化物の量が多い。これらの測定結果は，風化の進行に伴い，初生鉱物が溶解して粘土鉱物や鉄(水)酸化物が生成するとともに，鉱物粒子同士の結合が分離し，間隙の幅や間隙のつながり度合いが増したことを示している。特に，未風化部分と比べると，最も風化した部分は間隙率が20倍程度，浸透率が8桁程度大きく，風化が進む過程で水が流れる速さや方向が大きく変化している可能性が考えられる。全体として，硬度と各物性値はよい相関を示し，簡便に測定できる硬度を用いることで各物性値を大まかに予測できる式が得られた。

本研究では，花崗岩の風化の進行に伴って，岩石内部で生じる物質移動や反応過程がどのように変化するかを明らかにすることを目的としている。広島大学防災・減災研究センターによって地表から深さ20 mまで掘削された花崗岩ボーリングコアを研究対象として，風化程度が異なる各部位について，間隙率，浸透率，電気伝導度，硬度，弾性波速度（Vp, Vs）等を調べるとともに，風化生成物の種類や量の評価を行った。ボーリングコアは，深さ約5 mまでの地表面に近い部分は，著しく風化していてもろく黄褐色を呈する。深さ約5-10 mでは，深さの増大とともに全体として岩石の強度が増して黄褐色の部分の割合が減少する。深さ10 m前後より深部は，硬くて白い未風化部分が支配的になる。風化の程度が高いほど，間隙率，浸透率，電気伝導度は高く，硬度，弾性波速度は低い。また，風化が進んだ部分は，黒雲母や斜長石が少なく，ハロイサイト等の粘土鉱物やゲータイト等の鉄(水)酸化物の量が多い。これらの測定結果は，風化の進行に伴い，初生鉱物が溶解して粘土鉱物や鉄(水)酸化物が生成するとともに，鉱物粒子同士の結合が分離し，間隙の幅や間隙のつながり度合いが増したことを示している。特に，未風化部分と比べると，最も風化した部分は間隙率が20倍程度，浸透率が8桁程度大きく，風化が進む過程で水が流れる速さや方向が大きく変化している可能性が考えられる。全体として，硬度と各物性値はよい相関を示し，簡便に測定できる硬度を用いることで各物性値を大まかに予測できる式が得られた。